gränslös biologi

mRNA-behandling

eukaryotisk pre-mRNA får ett 5-lock och en 3-Poly (a) svans innan introner tas bort och mRNA anses vara redo för översättning.

pre-mRNA-bearbetning

eukaryotic pre-mRNA genomgår omfattande bearbetning innan den är redo att översättas., De ytterligare stegen i mRNA-mognaden inom eukaryota skapar en molekyl med en mycket längre halveringstid än en prokaryotisk mRNA. Eukaryotiska mRNAs varar i flera timmar, medan den typiska E. coli mRNA varar inte mer än fem sekunder.

pre-mRNAs är först belagda i RNA-stabiliserande proteiner; dessa skyddar pre-mRNA från nedbrytning medan det bearbetas och exporteras ut ur kärnan., De tre viktigaste stegen i pre-mRNA bearbetning är tillägg av stabiliserande och signaleringsfaktorer vid 5′ och 3′ ändarna av molekylen, och avlägsnande av mellanliggande sekvenser som inte anger lämpliga aminosyror. I sällsynta fall kan mRNA-avskriften ”redigeras” efter att den transkriberats.

5 ’Capping

medan pre-mRNA fortfarande syntetiseras, läggs ett 7-metylguanosinlock till 5-änden av det växande transkriptet med en 5′-till-5′ fosfatbindning. Denna glädje skyddar den växande mRNA från nedbrytning., Dessutom erkänner initieringsfaktorer som är involverade i proteinsyntesen locket för att hjälpa till att initiera översättning av ribosomer.

5′ cap structure: Capping av pre-mRNA innebär tillägg av 7-metylguanosin (m7G) till 5′ end. Kepsen skyddar 5 ’ slutet av det primära RNA-transkriptet från angrepp av ribonukleaser och erkänns av eukaryotiska initieringsfaktorer som är involverade i att montera ribosomen på den mogna mRNA innan översättningen påbörjas.,

3′ Poly-A Tail

medan RNA-polymeras II fortfarande transkriberar nedströms om den korrekta änden av en gen, klyvs pre-mRNA av ett endonukleasinnehållande proteinkomplex mellan en AAUAAA konsensussekvens och en GU-rik sekvens. Detta frigör den funktionella pre-mRNA från resten av transkriptet, som fortfarande är fäst vid RNA-polymerasen., Ett enzym som kallas poly (a) polymeras (PAP) är en del av samma proteinkomplex som klyver pre-mRNA och det lägger omedelbart till en sträng av cirka 200 A nukleotider, kallad poly (a) svans, till 3-änden av den bara klyvade pre-mRNA. Poly (a) svansen skyddar mRNA från nedbrytning, aids vid export av den mogna mRNA till cytoplasman, och är involverad i bindande proteiner som är involverade i att initiera översättning.

Poly (a) polymeras lägger till en 3′ poly (a) svans till pre-mRNA.,: Pre-mRNA klyvs av resten av det växande transkriptet innan RNA polymeras II har slutat transkribera. Denna klyvning görs av ett endonukleasinnehållande proteinkomplex som binder till en AAUAAA-sekvens uppströms klyvningsplatsen och till en GU-rik sekvens nedströms den skurna platsen. Omedelbart efter klyvningen katalyserar Poly (a) polymeras (PAP), som också ingår i proteinkomplexet, tillsatsen av upp till 200 A-nukleotider till 3-änden av den bara klyvda pre-mRNA.,

pre-mRNA Splitsning

eukaryotiska gener består av exoner, som motsvarar proteinkodningssekvenser (ex-on betyder att de uttrycks), och mellanliggande sekvenser som kallas introner (int-ron betecknar deras mellanliggande roll), som kan vara involverade i genreglering, men avlägsnas från pre-mRNA under bearbetningen. Intronsekvenser i mRNA kodar inte funktionella proteiner.,

upptäckten av introner

upptäckten av introner kom som en överraskning för forskare på 1970-talet som förväntade sig att pre-mRNAs skulle ange proteinsekvenser utan vidare bearbetning, som de hade observerat i prokaryoter. Generna av högre eukaryoter innehåller ofta en eller flera introner. Medan dessa regioner kan motsvara regulatoriska sekvenser är den biologiska betydelsen av att ha många introner eller ha mycket långa introner i en gen oklart. Det är möjligt att introner saktar ner genuttryck eftersom det tar längre tid att transkribera pre-mRNAs med massor av introner., Alternativt kan introner vara icke-funktionella sekvensrester kvar från fusion av gamla gener under hela evolutionen. Detta stöds av det faktum att separata exoner ofta kodar separata proteinunderenheter eller domäner. För det mesta kan sekvenserna av introner muteras utan att i slutändan påverka proteinprodukten.

Intron bearbetning

alla introner i en pre-mRNA måste vara helt och exakt avlägsnas före proteinsyntes., Om processen felar av ens en enda nukleotid, skulle läsramen för de återförenade exonerna skifta, och det resulterande proteinet skulle vara dysfunktionellt. Processen att ta bort introner och återansluta exoner kallas skarvning. Introner avlägsnas och bryts ned medan pre-mRNA fortfarande är i kärnan. Skarvning sker genom en sekvens-specifik mekanism som säkerställer introner kommer att tas bort och exoner återförenas med noggrannhet och precision av en enda nukleotid. Skarvning av pre-mRNAs utförs av komplex av proteiner och RNA-molekyler som kallas spliceosomer.,

pre-mRNA splicing: Pre-mRNA splicing innebär exakt avlägsnande av introner från det primära RNA-transkriptet. Splitsningsprocessen katalyseras av stora komplex som kallas spliceosomer. Varje spliceosom består av fem underenheter som kallas snRNPs. Spliceseomes handlingar resulterar i skarvning tillsammans av de två exonerna och frisläppandet av intron i en lariatform.

varje spliceosom består av fem underenheter som kallas snRNPs (för små nukleära ribonukleopartiklar och uttalade ”snurps”.,) Varje snRNP är i sig ett komplex av proteiner och en speciell typ av RNA som endast finns i kärnan som kallas snRNAs (små nukleära rna). Spliceosomer känner igen sekvenser vid 5 ’slutet av intron eftersom introner alltid börjar med nukleotider GU och de känner igen sekvenser vid 3’ slutet av intron eftersom de alltid slutar med nukleotider AG. Den spliceosom klyver pre-mRNA sockerfosfat ryggraden vid G som startar intron och sedan kovalent fäster att G till en intern en nukleotid inom intron., Då spliceosme ansluter 3 ’slutet av den första exon till 5’ slutet av följande exon, klyva 3 ’ slutet av intron i processen. Detta resulterar i skarvning tillsammans av de två exonerna och frisläppandet av intron i en lariatform.

mekanism för pre-mRNA Splitsning.: Snrnps av spliceosomen lämnades ut ur denna figur, men det visar platserna inom intron vars interaktioner katalyseras av spliceosom., Initialt, den konserverade G som startar en intron klyvs från 3 ’ änden av exon uppströms till det och G är kovalent fäst vid en intern a inom intron. Sedan 3 ’slutet av just-released exon förenas med 5’ slutet av nästa exon, klyva bindningen som fäster 3 ’ änden av intron till dess intilliggande exon. Detta förenar båda de två exonerna och tar bort intron i lariatform.